Cosa sono l'energia libera di Helmholtz e l'energia libera di Gibbs?
Entrambe le energie libere di Helmholtz e Gibbs sono importanti funzioni termodinamiche note come potenziali termodinamici.
L'energia libera di Helmholtz è definita come,
#A = U - TS#
Dove, #U# è l'energia interna, #T# è la temperatura assoluta e #S# Monteverede vecchio è entropia.
La definizione di cui sopra può essere ottenuta dalla funzione di energia interna mediante una trasformata di Legendre.
L'energia libera di Helmholtz ha #(T,V)# come coppia naturale di variabili.
Differenziare l'espressione per #A#,
#dA = dU - TdS - SdT#
Utilizzando la forma matematica combinata della prima e della seconda legge della termodinamica, #TdS = dU + pdV#,
#implies dA = -pdV - SdT#
Così, #A=A(V,T)#
Ecco perché l'energia libera di Helmholtz è conosciuta come potenziale termodinamico a volume costante.
Rimane costante durante qualsiasi cambiamento isotermico-isochorico.
Per un tale sistema, l'energia libera di Helmholtz tende a minimizzarsi mentre il sistema tende all'equilibrio.
Ora sto arrivando Energia libera di Gibbs, l'espressione è,
#G = U + pV - TS# dove i simboli hanno il loro solito significato.
La relazione di cui sopra può essere derivata dalla funzione di energia interna mediante le trasformazioni di Legendre per cambiare le variabili.
Può anche essere lanciato nella forma,
#G = H - TS# dove, #H = U + pV# è il entalpia.
Ora, differenziando #G#,
#dG = dU + pdV + Vdp - SdT - TdS#
Sempre usando la forma matematica combinata della prima e della seconda legge della termodinamica (per trasformazioni reversibili),
#dG = Vdp - SdT#
Così, #G = G(T,p)#
La funzione di Gibbs è anche chiamata potenziale termodinamico a pressione costante.
Per una trasformazione isotermico-isobarica, #G# è costante
È necessario un tale sistema tendente all'equilibrio #G# per essere minimo.
Potrebbe anche essere di qualche interesse ricordare che i riscaldamenti specifici a volume e pressione costanti sono rispettivamente correlati #A# e #G# come -
#C_v = -T((del^2A)/(delT^2))_v#
E
#C_p = -T((del^2G)/(delT^2))_p#